双壁钢围堰施工.docx

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双壁钢围堰施工

第二篇

双壁钢围堰施工

概述

一、双壁钢围堰的结构与特点

双壁钢围堰为圆形围堰，其堰壁钢壳是由有加劲肋的内外壁板和若干层水平桁架所组成，水平桁架的间距根据围堰灌水下沉和围堰内抽水各阶段的水头压力计算，为1.0～1.4m不等。

堰壁底端设刃脚，以利于下沉入土。

在堰壁内腔，用隔舱板等分为若干个密封的隔舱，借助向密闭隔舱注水或抽水来控制双壁钢围堰在下沉时的倾斜。

双壁钢围堰一般用以配合深水中的大直径钻孔群桩基础施工，双壁钢围堰法修筑基础即为浮式（着床型与非着床型）沉井加钻孔基础，钢沉井只起施工围堰的作用，不参与主体结构受力、其基底不采取大面积清理基底淤泥方式，而是钻孔嵌入岩石。

浮式钢沉井浮运就位时，不是在沉井内加设钢气筒压气排水来增加浮力，而是将中空的井壁向上延伸来增加浮力。

同时不设隔墙，由于从下至上均为双壁结构，且中空的双壁较厚，空舱内壁有水平桁架支撑，其刚度较大、强度较高，能够抵抗很大的水头差，一般在30米以上，钢板桩在20米以下。

能够承受较大的压力，能够承受洪水冲击。

围堰内无支撑体系，工作面开阔，吸泥下沉、清基钻孔、灌注水下混凝土均很方便。

由于钢围堰在施工中仅仅起临时围堰作用，工程完成到一定阶段后，要进行水下切割拆除回收，可以进行重复利用。

下部不能切除部分可以对钻孔桩基础起到保护作用，可以防止因河床变迁引起的基础冲刷和对风化岩的破坏。

二、双壁钢围堰钻孔基础施工工序

制作底节沉井围堰，浮运至墩位处定位，通过水上起重设备起吊，放入水中浮起，并用导向船和缆绳将其在流水中定位，在向空壁中注水压重下沉并逐层接高压重，同时吸泥下沉。

当围堰下沉至岩面时，可以将刃脚与岩面空隙填实，再向空壁中注水压重使其不再悬浮。

双壁钢围堰下沉稳定后，可在其顶部搭设施工平台，安装固定钻孔护筒，灌注水下混凝土封底，安放钻孔设备进行钻孔桩施工。

完成钻孔桩水下混凝土灌注后，可将围堰内的水抽干，修筑承台和礅身，礅身出水后，适时切除钢壳围堰，进入下一个施工循环。

三、双壁钢围堰法修筑基础施工要点

1、围堰应根据工地起重运输条件，分层分块制造。

块件应在胎具上焊接组拼，壁板应用夹具夹紧，防止焊接变形。

焊接时由于焊接变形的不可避免性，因此应采取有效措施，避免过大的焊接变形，以及制定相应的对变形的矫正措施和方法。

2、围堰的浮运应根据潮水涨落规律来决定，围堰在浮运过程中处于悬浮运动状态，对水的冲击和浪涌比较敏感，应采取有效措施保持稳定和位置的准确。

3、围堰各层拼装时，以竣工底节的实际中心线为准，要求围堰上口半径的误差不大于30㎜.内外壁板允许互相搭接，亦可加盖板焊接，但上下层舱板应对准，所有搭接缝应满焊，并经煤油渗透水密试验，确保不漏水。

4、围堰在着床前，受水流影响，河床必然在一定程度和一定范围上受到冲刷，为了减少冲刷，可以采取抛一定数量大小均匀的碎石或卵石，以保护河床，减少局部冲刷。

5、采用围堰内壁舱注水压重下沉的方法进行围堰着床时，应同时启动几台水泵均匀对称向各个对应隔舱注水，以尽快着床。

着床过程中，发现刃脚有部分着床而大部分任然悬空时，可采取局部吸泥，使得刃脚全部嵌入河床，待围堰着床达到稳定后，再接高下一节围堰。

6、当围堰下层困难时，为加大沉降系数及加强围堰抽水时的结构强度，可在围堰井壁内从刃脚起一定高度内灌注水下混凝土。

水下混凝土灌注高度应满足下列要求：

围堰自重能够满足沉降要求；围堰内抽水时的水位要求；围堰水下切割后最低水位要求。

7、围堰在覆盖层中下沉，初期应以纠偏为主；下沉中期及后期以纠正倾斜为主；当围堰接近设计标高时以清基为主。

8、围堰封底前，应将护筒与护筒之间、护筒与围堰设置支撑予以固定，以防变形和变位。

护筒与基岩间缝隙也应堵住。

9、钢围堰的烧割亦在围堰内进行。

由于钢壳内填充的混凝土表面不平整，一般烧割线距离混凝土面不宜低于1米，同时应沿烧割线先焊接一圈钢筋，以便潜水工能够准确摸到烧割位置。

10、围堰烧割成上下两半节时，上节围堰受到水流冲击将向下游移动，而且在围堰断开的一瞬间突然移动，为了使潜水员安全施工，可以在烧割线的上下各焊接一个连接件，其间以倒插螺杆连接，并能够承受水平力，起吊围堰时，可以将螺杆拔出，同时用方木将围堰上节支撑于礅身，以防止围堰倾倒。

四、准备工作：

1、技术准备：

施工图设计中地形、地质构造、河床构造、覆盖层构造、厚度，基础形式、基础埋深、承台尺寸，礅身（柱）截面尺寸，施工期间水位、流速、涌浪变化情况，通航河流船只运行情况、封航时间等情况调查。

设计说明中关于水中施工的要求，施工组织设计中水中施工方案，施工组织设计总说明、施工方法与相应的技术组织措施、施工进度计划、施工现场平面布置、各种资源需要量及其供应情况。

尤其对于水上运输船只设备的检查，双壁钢围堰下水坡道地点的选择（下游）、确定、加固、检查。

结合平面布置图选择、确定双壁钢围堰制作场地，清理与加固。

2、施工准备：

人员组织、材料、设备、工具、零件准备：

根据施工设计，计算所需各种规格材料数量、下料长度、焊接工艺，焊接设备是否满足需要、起重设备、零配件是否满足需要、工作是否正常。

电力设施是否满足要求，备用发电机能否正常运转发电等。

运输道路加固、运送台架的可靠性，水上浮运船只吨位、数量应满足工作要求。

水上起重设备搭设应满足要求。

3、水上定位

根据施工设计，对拟建墩位进行定位，确定定位船（或定位桩）、导向船位置。

（1）定位船：

又称锚船，为水上大型施工定位用，一端直接和锚绳相连系固定船位，另一端用缆绳和导向船、施工结构连接。

船上设有滑车组可以随时收放缆索调整结构位置。

定位船一般设在结构上游，如果有潮水或逆流的江面，则在上下游均应设置定位船。

定位船应有足够的工作面，船上的系泊设备主要根据主锚和浮运船组连接到定位船上的拉揽数目而定。

定位船可以用铁驳或两艘木船组合而成，铁驳作定位船时，其甲板上应有马口、带缆柱、复式滑车组、固定座等设备；由两条木船组成导向船时，若两船露出水面高度不等时，应先对木船进行压舱使之等高，使两船甲板面为一平面进行拼连，与托架相连接的角钢应靠船的龙骨或横梁上。

（2）拼装船：

拼装船是为了大型水上结构施工之用，可由铁驳或浮箱组拼而成，若用铁驳组拼时，应拆除船员宿舍，以利于后期拼装船退出。

拼装船上应用槽钢或钢板桩反扣作为平台，并进行找平，最大误差不超过±5㎜。

大型水上施工结构待拼装船组拼检查合格后，即可在船上组拼。

对于采用沉船入水施工的拼装船，应有对称的密封的隔舱，以利于注水下沉及充气上浮。

（3）导向船：

导向船的主要作用在于保证水上大型施工结构在桥墩墩位的准确位置并在其稳固于基底之前予以支护。

同时，导向船又是深水桥墩施工的工作场地。

在导向船上安装有供水上大型结构入水的起重设备，如龙门吊及其它生产、生活设施，并兼作桥墩施工时临时停靠的施工、交通船舶的趸船。

大型水上结构系支承在起重塔架上，设在导向船中部内侧，故需要在导向船外侧用片石、砂包进行压舱，以平衡连接梁所受力矩。

没入水中的大型施工结构连同导向船则以强大的锚锭设施定位于水上。

导向船的组成一般为两艘800t铁驳和下述几项特制结构和设备组成：

铁驳面连接结构即连接梁、起重龙门吊、导向架等。

连接梁的作用：

使两条导向船连接成整体；作为天车的走行道；作为平衡重吊点和辅助吊点的挂梁。

天车及小车：

天车一般由万能杆件组成桁梁。

整个起吊设备布置有2台天车，每台天车上有起重小车一台及电动滑车一台。

天车运行部分安设在梁的两端，电力传动，每端有4个走行轮，其中两个为主动轮，2个位从动轮。

小车包括起吊设备、运行部分和构架。

辅助吊点：

在围囹上下游各设一个辅助吊点，系承受在插管柱时管柱重量对围囹的偏载。

导向塔架及支承结构：

导向塔架是大型施工结构下沉时导向之用，塔架与托架间的支承梁由2根槽钢及2根角钢组成。

铁驳面连接系：

由于连接梁离导向船面较高，故在船面上下游各设置导向船间的连接系，他的结构系在铁驳上伸出一个三脚架，三脚架的顶点在两导向船对称中线处连接。

所有水平力直接传到船面上，垂直力传至船舷及中隔舱上，并可利用它作为两个导向船间的工作走到和脚手架。

（4）锚定布置

整个锚锭系统按顺水流方向布置，水上大型施工结构、导向船与定位船连接。

锚锭的形式和重量不同，作用也不一样，分为铁锚和混凝土锚，铁锚重量在数百公斤到2～3T不等。

混凝土锚重量约15～45T不等。

锚与船之间用锚绳、锚链连接。

靠近猫头一端用锚链。

锚绳一般用钢丝绳，锚链有三种作用：

一是自重大，一般为同直径钢丝绳的10倍左右，增加锚链与河床的摩擦力；二是锚链由单个链环组成，转动灵活；三是稳定与缓冲。

锚链宜采用有挡锚链，使用前均需试拉合格，其负荷安全系数采用4。

锚链由末端链节、中间链节、锚端链节组成。

各节段按使用部位由普通链环、加大链环末端链环、转环、连接连环等配件组成。

中间链节理论长度为25米，实际长度为25～27米。

（5）抛锚

将锚锭按设计位置放入河中，一般铁锚（约8T以下）用“甩梢”的方法进行抛设，此法用15～20米的一段直径16～22㎜钢丝绳挂置。

此处注意锚绳的预拉力一般拉到设计拉力的80%左右，对称锚绳的拉力差控制在10%以内。

4、浮运

浮运前必须完成下列工作：

（1）锚锭系统施工完毕；

（2）处于导向船中间的拼装船上的拼装大型施工结构完毕，验收合格；

（3）导向船之间的连接、船上的起重设备、锚锭设备安装完毕、验收合格；

（4）导向船上的安全设施、救生设施、救火设施、航标、生产生活设施完备；

（5）电源、动力安装检查合格；

（6）封航手续、航运安全措施到位；

（7）导向船与定位船连接可靠。

拖轮的数量、马力能够满足顶推、拖拽要求。

5、定位

定位步骤：

（1）调整定位船边锚，使定位船中心位于桥墩中线上；

（2）调整定位船边锚，使定位船中线位于桥墩中线重和；

（3）在保证定位船定位位置的前提下，观测同直径锚绳的入水长度是否相等，据以调整主锚和定位船边锚，使其受力均匀；

（4）调整导向船边锚，使水上大型施工结构在上下游的方向定位于桥中线上游约1米处，并使拉揽受力均匀；

（5）调整导向船边锚，使水下大型施工结构在左右岸方向定位，并使边锚受力均匀；

（6）起吊水下大型施工结构，撤走拼装船后放入水中，并使不能自浮的施工结构落于导向船的支承结构上，同时，收紧施工结构与定位船的拉揽，使施工结构的顶面保持水平；

（7）调整导向船拉揽，使水下大型施工结构的中心精确定位于桥墩中心；

（8）调整导向船边锚，使水上大型施工结构的中线与桥墩中线重和，然后收紧尾部缆绳；

（9）在保证水下大型施工结构定位位置的前提下，调整各锚绳及拉揽，使其受力均匀；

（10）制定定期观测检查制度和观测检查方法，随时观测水文变化情况及施工过程中加载沉浮情况及变化规律。

五、起吊下水

水上大型施工结构，一般用导向船上的两个主吊点塔架顶部所设滑车组起吊入水。

当主吊点起重重量不够时，则在导向船的连接梁上设四个平衡重托架，安装四个平衡重吊点分担部分起重量。

平衡重吊点的钢丝绳由重物通过滑车组后连到卷扬机上，以便随时收放钢丝绳，使重物处于悬空状态。

每个主吊点的滑车组钢丝绳，两端均连接在卷扬机上。

起吊时，两个主吊点加四个平衡重吊点，共计8台卷扬机同时操作，施工结构入水后，尚需调整拉揽来平衡水流冲击力，防止施工结构倾斜。

由于工作面比较窄，施工人员多，地点分散、施工难度较大，必须统一指挥，明确信号及其传递方法，加强巡查、协同动作，保持水上施工结构的平稳升降。

能够自浮的水上大型施工结构也可采用沉船入水方案，但此方案应注意倾斜防范，采取有效措施降低重心。

注水速度和注水顺序应严格按照施工设计进行，经常测量沉船四角的吃水深度，发现倾斜及时调整，尤其注意船面入水前后的变化。

非对称结构入水时，应采取有效措施进行平衡处理，宜在其本身进行处理，沉船任然可以按照施工设计进行入水。

沉船本身应进行水密性试验，确保注水、充气升降满足设计要求。

沉船升降时，相应